Pembangunan Aloi Aluminium Untuk Pemprosesan Logam Separa Pepejal.
PEMBANGUNAN ALOI ALUMINIUM UNTUK PEMPROSESAN LOGAM
SEPARA PEPEJAL
MOHD SHUKOR BIN SALLEH
TESIS YANG DIKEMUKAKAN UNTUK MEMPEROLEH IJAZAH
DOKTOR FALSAFAH
FAKULTI KEJURUTERAAN DAN ALAM BINA
UNIVERSITI KEBANGSAAN MALAYSIA
BANGI
2015
ii
PENGAKUAN
Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang
tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya.
15 Mei 2015
MOHD SHUKOR BIN SALLEH
P62291
iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah kepada Allah SWT kerana memberikan saya ketabahan dan kesihatan
yang baik serta ketajaman pemikiran untuk menyiapkan kajian peringkat PHD ini.
Saya ingin merakamkan setinggi-tinggi penghargaan kepada Profesor Dr. Mohd Zaidi
Bin Omar selaku penyelia utama saya di atas segala tunjuk ajar, pendapat, nasihat,
keprihatinan dan dorongan sehingga saya dapat menyiapkan kajian ini dengan
jayanya. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Profesor Madya Dr. Syarif Junaidi
selaku penyelia bersama yang banyak membantu saya dengan memberikan pendapat
yang bernas semasa menjalankan kajian ini.
Terima kasih kepada Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina, Universiti Kebangsaan
Malaysia yang telah menyediakan kemudahan makmal untuk menjalankan
penyelidikan ini. Saya juga ingin mengucapkan terima kasih kepada Kementeriaan
Pendidikan Malaysia, yang telah menyediakan pembiayaan untuk kajian ini melalui
gran GUP-2012-040 dan AP-2012-014 yang diketuai oleh Profesor Dr. Mohd Zaidi
Bin Omar. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Universiti Teknikal Malaysia
Melaka (UTeM) dan Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM) kerana telah menaja
saya disepanjang pengajian ini.
Tidak lupa juga kepada semua pensyarah, staf teknikal terutama En. Faizal Bin Ismail,
En. Rosli Bin Ahmad dan En. Rosli Bin Yusof serta rakan-rakan di Jabatan Mekanik
dan Bahan di atas keprihatinan dan bantuan yang diberikan kepada saya untuk
menyiapkan kajian ini.
Penghargaan teristimewa buat keluarga terutama kepada isteri saya Dr. Norasila Binti
Zakaria dan anak-anak Aisyah Hana, Alesya Huda, Muhamad Arif dan Muhamad
Muaz. Terima kasih juga saya ucapkan kepada ayah saya Tn. Hj. Salleh Bin Mohd Ali
dan ibu Pn. Hajah Ramlah Binti Hj. Daud serta adik beradik yang sentiasa memberi
semangat dalam menyiapkan penyelidikan ini. Akhir kata, saya berdoa kepada Allah
SWT agar kita semua mendapat rahmat dan petunjuk dari Nya serta berjaya mencapai
cita-cita masing-masing.
iv
ABSTRAK
Pembentukan-tikso merupakan salah satu jenis pemprosesan logam separa pepejal
yang menghasilkan produk hampir siap untuk kegunaan industri automotif.
Kebanyakan aloi komersial yang sedia ada tidak memenuhi kriteria proses
pembentukan-tikso seperti mempunyai tingkap suhu pemprosesan yang kecil,
kepekaan cecair terhadap suhu yang tinggi (melebihi 0.020 ºC-1) dan suhu pemejalan
yang terlalu besar (melebihi 140 °C) sehingga menyukarkan proses pembentukantikso dijalankan. Justeru itu aloi baharu yang memenuhi kriteria proses pembentukantikso perlu dibangunkan agar proses pembentukan-tikso dapat dijalankan dengan
sempurna dan dapat mengurangkan dari berlakunya kecacatan pada produk yang
dihasilkan. Bagi tujuan ini, pengiraan dengan menggunakan perisian Java-Based
Material Properties (JMatPro) digunakan untuk meramalkan kesan kandungan
tembaga (Cu) dan magnesium (Mg) terhadap kebolehbentukan-tikso aloi A319 dan
aloi Al-5%Si. Keputusan pengiraan termodinamik menunjukkan kandungan Cu (4.06.0%bt.) dan Mg (1.0-2.0%bt.) sesuai untuk aloi A319 manakala kandungan Cu (1.03.0 %bt.) dan Mg (0.5-1.2%bt.) dikenalpasti sesuai untuk aloi Al-5%Si untuk
mengurangkan kepekaan cecair dan membesarkan tingkap suhu pemprosesan. Bahan
suapan dihasilkan melalui tuangan cerun penyejuk sebelum digunakan untuk
pembentukan-tikso pada 50% kandungan cecair. Beberapa sampel aloi tersebut turut
dikenakan rawatan haba T6. Bagi aloi A319, rawatan haba larutan dijalankan pada
suhu 505 °C selama 8 jam diikuti dengan pelindapkejutan di dalam air pada suhu 60
°C dan penuaan buatan pada suhu 158 °C selama 4 jam. Untuk aloi Al-5%Si yang
ditingkatkan kandungan Cu dan Mg, rawatan haba larutan dijalankan pada suhu 525
°C selama 8 jam diikuti dengan pelindapkejutan di dalam air pada suhu 60 °C dan
seterusnya penuaan buatan pada suhu 155 °C selama 4 jam. Mikrostruktur dan
pembentukan fasa dianalisa dengan menggunakan mikroskop optik, mikroskop
pengimbas elektron, spektroskop tenaga serakan sinar-X dan belauan sinar-X
sementara sifat mekanikal diperolehi daripada ujian kekerasan dan tegangan.
Keputusan menunjukkan peningkatan kandungan Cu dan Mg dapat meningkatkan
kekerasan dan kekuatan tegangan aloi A319 dan aloi Al-5%Si. Peningkatan
pembentukan fasa Al2Cu, Mg2Si dan Al5Cu2Mg8Si5 menyumbang kepada peningkatan
kekerasan dan kekuatan aloi. Mikrostruktur aloi yang dirawat haba T6 menunjukkan
pensferoidan partikel Si dan pemendakan fasa Al2Cu, Mg2Si dan Al5Cu2Mg8Si6
dengan lebih seragam berbanding aloi yang tidak dirawat haba. Kekerasan maksimum
selepas rawatan haba T6 bagi aloi A319 yang mengandungi 6%bt. Cu dan 2%bt. Mg
masing-masing ialah 133 HV dan 137 HV manakala tegangan muktamad masingmasing ialah 361 MPa dan 321 MPa. Kekerasan maksimum selepas rawatan haba T6
bagi aloi Al-5%Si yang mengandungi 3%bt. Cu dan 1.2%bt. Mg pula masing-masing
ialah 111 HV dan 124 HV manakala kekuatan tegangan muktamad masing-masing
ialah 303 MPa dan 306 MPa. Peningkatan unsur Cu dan Mg di dalam aloi A319 dan
Al-5%Si telah memperbaiki kebolehbentukan-tikso dan sifat mekanik aloi tersebut
dalam keadaan pembentukan-tikso dan terawat haba melalui pengerasan larutan
pepejal dan pemendakan. Komponen automotif juga berjaya difabrikasi dengan
menggunakan aloi yang dihasilkan melalui proses pembentukan-tikso.
v
DEVELOPMENT OF ALUMINIUM ALLOYS FOR SEMISOLID METAL
PROCESSING
ABSTRACT
Thixoforming is a type of semisolid metal processing to produce near net-shape
products for the automotive industry. Most of the commercial alloys do not meet the
criteria of the thixoforming like having a small working window temperature, high
fraction liquid sensitivity (more than 0.020 ºC-1) and the solidification temperature is
too large (more than 140 °C) make it difficult for thixoforming process. Therefore, the
new alloys that meet the thixoforming criteria should be developed for thixoforming
process, so that it can reduce the occurance of defect on the produced products. For
this purpose, a Java-based Material Properties (JMatPro) calculation software was
used as a first approximation to predict the effects of copper (Cu) and magnesium
(Mg) content on thixoformability of A319 and Al-5%Si alloys. The thermodynamic
calculation results showed that Cu (4.0-6.0 wt%) and Mg (1.0-2.0 wt%) amount were
identified suitable for A319 alloy while Cu (1.0-3.0 wt%) and Mg (0.5-1.2 wt%)
content were suitable for Al-5%Si alloy to reduce the liquid sensitivity as well as
enlarge the working window temperature. The feedstock material for thixoforming
was produced through cooling slope casting under argon gas atmosphere. The
chemical composition of the as-cooling slope alloys were determined by X-ray
fluorescence. The alloys were then subjected to thixoforming process at 50 % liquid
and some of the thixoformed alloys were treated with T6 heat treatment. For A319
alloys, the solution heat treated were performed at 505 ºC for 8 hours followed by
quenching in warm water at 60 ºC and artificial aging at 158 ºC for 4 hours. The
samples of Al-5Si% were solution heat treated at 525 ºC for 8 hours, then quenched in
warm water at 60 ºC, followed by artificial aging at 155 ºC for 4 hours. Microstructure
and phase formation were analysed using an optical microscope, scanning electron
microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction while
mechanical properties were obtained from hardness and tensile tests. The results
indicate that the addition of Cu and Mg in A319 alloy resulted in increased the
hardenss and tensile strength. The formation of high Al2Cu and Mg2Si phase led to an
increase in the hardness and tensile stregth of the thixoformed alloys. The
microstructures of T6 heat treated samples showed a spheroidisation of eutectic
silicon and the intermetallic phase Al2Cu, Mg2Si and Al5Cu2Mg8Si6 were distributed
homogenously in the sample. The maximum hardness of A319 alloy with 6wt% Cu
and 2wt% Mg were 133 HV and 137 HV while ultimate tensile strength were 361
MPa and 321 MPa respectively. The hardness of Al-5%Si alloys with 3wt% Cu and
1.2wt% Mg were 111 HV and 124 HV while the ultimate tensile strength were 303
MPa and 306 MPa respectively. The addition of Cu and Mg have improved the
thixoformability and mechanical properties of A319 and Al-5%Si alloys in asthixoformed and heat treated condition through solid solution strengthening and
precipitation of intermetallic phase. Thixoformed automotive components were
succesfully fabricated using the produced alloy.
vi
KANDUNGAN
Halaman
PENGAKUAN
ii
PENGHARGAAN
iii
ABSTRAK
iv
ABSTRACT
v
KANDUNGAN
vi
SENARAI JADUAL
x
SENARAI ILUSTRASI
SENARAI SINGKATAN
SENARAI SIMBOL
xii
xxiii
xxiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Pengenalan
1
1.2
Permasalahan Kajian
4
1.3
Objektif Kajian
7
1.4
Skop Kajian
7
BAB II
KAJIAN KEPUSTAKAAN
2.1
Aluminium
2.2
Sistem Aloi Aluminium-Silikon (Al-Si)
10
2.3
Sistem Aloi Aluminium-Silikon-Tembaga-Magnesium
(Al-Si-Cu-Mg)
13
2.4
Sistem Aloi Aluminium-Silikon-Magnesium (Al-Si-Mg)
17
2.5
Kesan Unsur Pengaloian Terhadap Aloi Aluminium-Silikon
(Al-Si)
20
2.6
Pemprosesan Logam Separa Pepejal
22
2.6.1 Reologi buburan aloi separa pepejal
2.6.2 Peneukleusan ira sama matra aloi aluminium
24
24
9
vii
2.7
Kebaikan dan Kelemahan Pemprosesan Logam
Separa Pepejal
28
2.8
Kriteria Pemilihan Aloi Untuk Proses Pembentukan-tikso
32
2.8.1
2.8.2
2.8.3
33
33
34
2.9
2.10
Julat suhu pemejalan
Kepekaan cecair terhadap suhu
Tingkap suhu pemprosesan
Teknologi Penghasilan Bahan Suapan Bukan Dendritik
34
2.9.1
2.9.2
2.9.3
2.9.4
2.9.5
35
36
38
40
42
Adukan mekanikal
Tuangan hidrodinamik magnet (MHD)
Proses tergiat cairan teraruh terikan (SIMA)
Tuangan semburan
Tuangan cerun penyejuk
Proses Pembentukan-tikso
45
2.10.1 Pemanasan bilet secara aruhan
2.10.2 Pemampatan
2.10.3 Kelakuan ubahbentuk aloi semasa pembentukan-tikso
46
51
54
Rawatan Haba
57
2.11.1 Rawatan haba larutan
2.11.2 Lindapkejut
2.11.3 Penuaan buatan
58
60
61
2.12
Rumusan
62
BAB III
BAHAN DAN KAEDAH KAJIAN
3.1
Pengenalan
63
3.2
Permodelan Termodinamik
66
3.3
Bahan Suapan
68
3.4
Penyediaan Bahan Suapan
68
3.5
Tuangan Cerun Penyejuk
70
3.6
Pemanasan Separa dan Pelindapkejutan Sampel Tuangan
Cerun Penyejuk
74
3.7
Proses Pembentukan-tikso
74
3.8
Rawatan Haba T6
77
3.9
Analisis Komposisi Kimia
78
3.10
Ujian Ketumpatan Dan Keliangan
78
3.11
Kajian Mikrostruktur
79
3.12
Kajian Morfologi dan Komposisi Fasa Aloi Aluminium
82
3.13
Analisis Fasa Aloi Aluminium
83
3.14
Analisis Terma
85
2.11
viii
3.15
Ujian Makrokekerasan
85
3.16
Ujian Mikrokekerasan
87
3.17
Ujian Tegangan
88
3.18
Fabrikasi Komponen Automotif
90
3.19
Rumusan
90
BAB IV
KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN
4.1
Pengenalan
92
4.2
Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg Terhadap Kriteria
Pembentukan-tikso Aloi A319 dan Al-5%Si
93
4.2.1
4.2.2
4.2.3
94
98
99
4.3
4.4
Tingkap suhu pemprosesan
Kepekaan cecair terhadap suhu
Suhu pemejalan
Pencirian Bahan Suapan
101
4.3.1 Penuangan acuan kekal
4.3.2 Analisis komposisi kimia
4.3.1 Analisis terma
4.3.4 Tingkap suhu pemprosesan berdasarkan DSC
4.3.5 Kepekaan cecair terhadap suhu berdasarkan DSC
4.3.6 Suhu pemejalan berdasarkan DSC
101
104
106
106
107
109
Penuangan Cerun Penyejuk
112
4.4.1
113
Penentuan suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk
yang optimum
4.5
Pemanasan Separa Dan Lindapkejut
121
4.6
Aloi Pembentukan-tikso
131
4.6.1
4.6.2
131
133
Aloi pembentukan-tikso A319
Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi A319
4.6.3 Aloi pembentukan-tikso Al-5%Si-Cu
4.6.4 Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi Al-5%Si
4.6.5 Analisis fasa aloi A319 dan aloi yang ditingkatkan
kandungan Cu dan Mg
4.6.6 Analisis fasa aloi Al-5%Si yang ditingkatkan
kandungan Cu dan Mg
151
153
169
172
4.7
Ketumpatan Dan Keliangan
176
4.8
Kesan Peningkatan unsur Cu dan Mg Terhadap Sifat
Mekanik Aloi A319 Dan Al-5%Si
178
4.8.1 Mikrokekerasan dan makrokekerasan
4.8.2 Kekuatan tegangan dan pemanjangan
4.8.3 Analisis permukaan patah
178
185
195
ix
4.9
Ringkasan Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg
Di antara Aloi A319 dan Aloi Al-5%Si
202
4.10
Aloi Pembentukan-tikso Dirawat Haba T6
204
4.10.1 Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi A319 selepas dirawat haba T6
4.10.2 Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi Al-5%Si selepas dirawat haba T6
4.10.3 Analisis fasa aloi A319 dengan peningkatan
kandungan Cu dan Mg
4.10.4 Analisis fasa aloi Al-5%Si dengan peningkatan
kandungan Cu dan Mg
204
4.11
218
231
235
Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg Terhadap Sifat
Mekanik Aloi A319 dan Al-5%Si Yang Dirawat Haba T6
238
4.11.1 Mikrokekerasan dan Makrokekerasan
4.11.2 Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi
4.11.3 Analisis permukaan patah
238
243
251
4.12
Ringkasan Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg
Di antara Aloi A319 dan Aloi Al-5%Si Yang Dirawat
Haba T6
255
4.13
Ringkasan Sifat Mekanik Aloi Pembentukan-tikso Sebelum
257
Dan Selepas Rawatan Haba T6
4.14
Fabrikasi Komponen Automotif
262
4.15
Rumusan
265
BAB V
KESIMPULAN DAN CADANGAN
5.1
Kesimpulan
266
5.2
Sumbangan Kajian
268
5.3
Cadangan Penyelidikan
269
5.3
Penutup
270
RUJUKAN
271
LAMPIRAN
A
Senarai Penerbitan
288
B
Graf DSC Dan Profil Kandungan Cecair Aloi Aluminium
290
C
Jadual Kekerasan Aloi
297
D
Graf Ujian Tegangan Aloi
298
x
SENARAI JADUAL
Nombor Jadual
Halaman
2.1
Pengkelasan siri aloi tuangan berdasarkan jenis unsur
pengaloian
10
2.2
Komposisi kimia aloi tuangan hipoeutektik Al-Si
13
2.3
Tindakbalas tak varian dan kuartenari pada aloi
aluminium dalam gambarajah fasa Al-Si-Cu-Mg
16
2.4
Tindakbalas binari dan ternari yang berlaku pada unsur
aluminium dalam gambarajah fasa Al-Si-Mg
19
2.5
Perbandingan pemprosesan logam separa pepejal dan
tuangan acuan graviti untuk menghasilkan rim tayar
kenderaan
31
3.1
Unsur yang digunakan untuk fabrikasi aloi aluminium
68
3.2
Komposisi kimia aloi tuangan acuan kekal
70
3.3
Parameter tuangan cerun penyejuk untuk aloi A319
72
3.4
Parameter tuangan cerun penyejuk untuk aloi Al-5%SiCu
73
3.5
Spesifikasi pelantak hidraulik menegak
77
3.6
Spesifikasi pemanas aruhan berfrekuensi tinggi
77
3.7
Set aloi yang dikaji
80
3.8
Komposisi kimia larutan Keller
80
4.1
Parameter pemprosesan aloi yang dikaji dengan
menggunakan kaedah permodelan termodinamik
97
4.2
Suhu solidus, likuidus dan suhu pemejalan untuk aloi
yang dikaji dengan menngunakan permodelan
termodinamik
100
4.3
Komposisi kimia aloi tuangan yang dihasilkan
105
4.4
Parameter pemprosesan aloi yang dikaji dengan
menggunakan DSC
108
xi
4.5
Perbandingan parameter pemprosesan aloi yang dikaji
dengan menggunakan permodelan JMatPro dan teknik
DSC
109
4.6
Suhu solidus, likuidus dan suhu pemejalan aloi yang
dikaji dengan menggunakan teknik DSC
111
4.7
Perbandingan suhu solidus, likuidus dan suhu
pemejalan aloi yang dikaji dengan menggunakan
permodelan JMatPro dan teknik DSC
112
4.8
Suhu dan masa memegang isoterma untuk aloi yang
dikaji
126
4.9
Keelektronegatifan setiap unsur yang terdapat dalam
aloi yang dikaji
147
4.10
Peratusan keliangan sampel aloi aluminium
178
4.11
Keputusan ujian tegangan aloi pembentukan-tikso
A319
187
4.12
Keputusan ujian tegangan aloi pembentukan-tikso
A319
245
4.13
Makrokekerasan dan mikrokekerasan aloi A319 dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg sebelum
dan selepas rawatan haba T6
259
4.14
Makrokekerasan dan mikrokekerasan aloi Al-5%Si dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg sebelum
dan selepas rawatan haba T6
259
4.15
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi A319 dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg
260
4.16
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi A319 dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg selepas
rawatan haba T6
260
4.17
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi Al-5%Si
yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg
261
4.18
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi Al-5%Si
yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg selepas
rawatan haba T6
261
4.19
Parameter pembentukan-tikso untuk menghasilkan
penukup aci sesondol
263
xii
SENARAI ILUSTRASI
Nombor Rajah
Halaman
2.1
Gambarajah fasa untuk sistem aluminium-silikon
12
2.2
Gambarajah fasa aloi Al-Si-Cu-Mg
15
2.3
Fasa sistem aloi Al-Si-Cu-Mg dalam keadaan separa
pepejal
15
2.4
Gambarajah fasa cecair Al-Si-Mg
18
2.5
Gambarajah fasa pepajal Al-Si-Mg
19
2.6
Graf kelikatan melawan daya ricihan aloi aluminium
23
2.7
Kelikatan ketara melawan pecahan pepejal untuk
sistem aloi Al-15Pb yang disejukkan pada 0.33 K min-1
pada kadar ricihan yang berbeza
26
2.8
Kelikatan ketara melawan kadar ricihan bagi sistem
aloi Al-15Pb untuk pelbagai pecahan pepejal
26
2.9
Graf pemanasan aloi bagi proses tuangan dan
pembentukan-tikso
31
2.10
Diagram pecahan cecair melawan suhu
34
2.11
Diagram skematik rheo-caster berterusan
36
2.12
Diagram
skematik
untuk
sistem
pengaduk
elektromagnet (a)pengadukan mandatar (b) pengadukan
menegak dan (c) pengadukan heliks
38
2.13
Ilustrasi skematik peringkat proses tergiat cairan
teraruh terikan
40
2.14
Proses tuangan semburan
41
2.15
Sistem tuangan cerun penyejuk
44
2.16
Evolusi mikrostruktur semasa tuangan cerun penyejuk
(a) dendrit (b) roset (c) ripened roset dan (d) sfera
45
2.17
Proses pembentukan-tikso
46
xiii
2.18
2.19
2.20
Pemanasan bilet secara aruhan
Kesan pemanasan pada suhu 550 ºC (a) 4 minit
(b) 6 minit
Diagram skematik peralatan pembentukan-tikso
48
51
53
2.21
Komponen automotif yang dihasilkan daripada aloi
A357 (a) ampaian letak enjin (b) pengalas stereng
kereta
54
2.22
Graf menunjukkan sifat tiksotropi pada buburan aloi
separa pepejal
55
2.23
Empat mekanisma yang mengawal ubah bentuk aloi
semasa pembentukan-tikso di dalam keadaan separa
pepejal (a) aliran cecair (b) aliran cecair dan partikel
pepejal (c) gelinciran diantara partikel pepejal (d) ubah
bentuk plastik pada partikel pepejal
57
2.24
Proses rawatan haba T6
58
3.1
Carta alir keseluruhan kajian yang dijalankan
65
3.2
Carta alir keseluruhan kajian yang dijalankan
71
3.3
Aparatus tuangan cerun penyejuk
73
3.4
Unit pemampat pembentukan-tikso hidraulik menegak
76
3.5
Acuan pembentukan-tikso
76
3.6
Pemotongan bilet untuk analisis mikrostruktur
81
3.7
Mesin pencanai
81
3.8
Mesin pengilap
82
3.9
Mikroskop optik
82
3.10
Mikroskop elektron imbasan (SEM)
83
3.11
Spektrometer belauan sinar-X
84
3.12
Permeteran kalori pengimbasan kebezaan (DSC)
85
3.13
Mesin digital makrokekerasan Rockwell
86
3.14
Mesin digital mikrokekerasan Vickers
87
xiv
3.15
Ilustrasi lekuk intan pada sampel ujian mikrokekerasan
Vickers
88
3.16
Mesin pengujian semesta
89
3.17
Saiz sampel ujian tegangan yang digunakan
89
3.18
Penukup aci sesondol enjin kereta waja Campro
90
4.1
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi A319 dan
aloi yang dipelbagaikan kandungan Cu
95
4.2
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi A319 dan
aloi yang dipelbagaikan kandungan Mg
95
4.3
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi Al-5%Si
yang dipelbagaikan kandungan Cu
96
4.4
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi Al-5%Si
yang dipelbagaikan kandungan Mg
96
4.5
Mikrostruktur aloi tuangan yang dihasilkan (a) aloi
A319 (b) aloi A1 (c) Aloi B1 (d) aloi C1 (e) aloi D1 (e)
aloi E1 (f) aloi F1
103
4.6
Mikrostruktur aloi tuangan yang dihasilkan dari Al5%Si (a) aloi A2 (b) aloi B2 (c) Aloi C2 (d) aloi D2 (e)
aloi E2 (f) aloi F2
104
4.7
Bilet yang dihasilkan semasa proses tuangan cerun
penyejuk
113
4.8
Mikrograf optik aloi A319 melalui tuangan cerun
penyejuk (a) 620 ºC-300 mm (b) 620 ºC-400 mm (c)
620 ºC-500 mm (d) 630 ºC-300 mm (e) 630 ºC-400 mm
(f) 630 ºC-500mm (g) 640 ºC-300 mm (h) 640 ºC-400
mm dan (i) 640 ºC-500 mm
116
4.9
Mikrograf optik aloi A2 melalui tuangan ceru penyejuk
(a) 640 ºC-300 mm (b) 640 ºC-400 mm (c) 640 ºC-500
mm (d) 650 ºC-300 mm (e) 650 ºC-400 mm (f) 650 ºC500mm (g) 660 ºC-300 mm (h) 660 ºC-400 mm (i) 660
ºC-500 mm
117
4.10
Saiz sfera α-Al untuk aloi A319 yang terhasil daripada
suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk yang berbeza
119
4.11
Faktor bentuk α-Al untuk aloi A319 yang terhasil
daripada suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk
yang berbeza
120
xv
4.12
Saiz sfera α-Al untuk aloi A2 yang terhasil daripada
suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk yang berbeza
120
4.13
Faktor bentuk α-Al untuk aloi A2 yang terhasil
daripada suhu tuangan dan panjang cerun yang berbeza
121
4.14
Mikrograf aloi A319 yang dihasilkan selepas
pemanasan separa pada suhu 50% kandungan cecair
selama 3 minit
122
4.15
Diagram suhu melawan masa untuk proses pemanasan
separa dan pelindapkejutan
123
4.16
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas pemanasan
separa pada 50% kandungan cecair selama 5 minit (a)
aloi A319 : 571 ºC, (b) aloi A1 : 568 ºC, (c) aloi B1 :
566 ºC, (d) aloi C1 : 565 ºC, (e) aloi D1 : 570 ºC, (f)
aloi E1 : 564 ºC dan (g) aloi F1 : 558 ºC
125
4.17
Saiz pepejal α-Al selepas pemanasan separa pada 50%
kandungan cecair selama 5 minit
126
4.18
Faktor bentuk pepejal α-Al selepas pemanasan separa
pada 50% kandungan cecair selama 5 minit
126
4.19
Mikrograf aloi A2 yang dihasilkan selepas pemanasan
separa pada suhu 50% kandungan cecair selama 3 minit
128
4.20
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas pemanasan
separa pada 50% kandungan cecair selama 5 minit (a)
aloi A2 : 585 ºC, (b) aloi B2 : 580 ºC, (c) aloi C2 : 574
ºC, (d) aloi D2 : 580 ºC, (e) aloi E2 : 575 ºC, (f) aloi
F2 : 570 ºC
129
4.21
Saiz α-Al selepas pemanasan separa pada 50%
kandungan cecair selama 5 minit
130
4.22
Faktor bentuk α-Al selepas pemanasan separa pada
50% kandungan cecair selama 5 minit
130
4.23
Sampel A319 yang dihasilkan dari pembentukantikso pada (a) 40% kandungan cecair (b) 45%
kandungan cecair dan (c) 50% kandungan cecair
132
4.24
Bilet yang dihasilkan dari proses pembentukan-tikso
untuk aloi A319
133
4.25
Mikrograf aloi yang dihasilkan melalui proses
pembentukan-tikso (a) aloi A319, (b) aloi A1, (c) aloi
B1, (d) aloi C1, (e) aloi D1, (f) aloi E1 dan (g) aloi F1
134
xvi
4.26
Saiz pepejal α-Al dan faktor bentuk aloi pembentukantikso
136
4.27
Pemetaan unsur dengan menggunakan SEM-EDX bagi
aloi A319 (a) imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn,
(f) Fe dan (g) Mg
137
4.28
Pemetaan unsur dengan menggunakan SEM-EDX bagi
aloi C1 (6%bt. Cu) (a) imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu,
(e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
138
4.29
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi F1 (2 %bt. Mg) (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
139
4.30
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi A319
142
4.31
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi C1
143
4.32
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi D1
144
4.33
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi F1
145
4.34
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik untuk aloi
pembentukan-tikso (a) A319, (b) aloi A1 (b) aloi B1,
(c) aloi C1, (d) aloi D1, (e) aloi E1, (f) aloi F1 (a : βAl5FeSi; b: Al5Cu2Mg8Si5; c:Al2Cu; d:Mg2Si; e:
Al9FeMg3Si5)
149
4.35
Gambarajah fasa bagi aloi A319
150
4.36
Gambarajah fasa bagi aloi C1
151
4.37
Gambarajah fasa bagi aloi F1
151
4.38
Bilet yang dihasilkan dari proses pembentukan-tikso
untuk aloi Al-5%Si-Cu (aloi A2)
152
4.39
Mikrograf aloi yang dihasilkan melalui proses
pembentukan-tikso (a) aloi A2, (b) aloi B2, (c) aloi C2,
(d) aloi D2 (e) aloi E2 dan (f) aloi F2
153
4.40
Saiz pepejal α-Al dan faktor bentuk aloi pembentukantikso Al-5%Si yang ditingkatkan kandungan Cu dan
Mg
155
4.41
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi A2 (1 %bt. Cu) (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
156
4.42
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
157
xvii
SEM-EDX bagi aloi C2 (3%bt. Cu) (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
4.43
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi D2 (0.5 %bt. Mg) (a) imej SEM,
(b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
158
4.44
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi F2 (1.2 %bt. Mg) (a) imej SEM,
(b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
159
4.45
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi A2
161
4.46
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX aloi C2
162
4.47
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX aloi D2
163
4.48
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX aloi F2
164
4.49
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik untuk aloi
pembentukan-tikso (a) aloi tuangan A2 (b) tikso A2 (c)
tikso B2 (d) tikso C2 (e) tikso D2 (f) tikso E2 (g) tikso
F2 (a : Al2Cu, b : Al5FeSi, c : Al5Cu2Mg8Si5, d : Mg2Si,
e :Al9FeMg3Si5)
167
4.50
Gambarajah fasa bagi aloi A2
168
4.51
Gambarajah fasa bagi aloi C2
168
4.52
Gambarajah fasa bagi aloi F2
169
4.53
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi A319 yang
mengandungi (a) 3%bt. Cu, (b) 4%bt. Cu, (c) 5%bt. Cu
dan (d) 6%bt. Cu
171
4.54
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi A319 yang
mengandungi (a) 1%bt. Mg, (b) 1.5%bt. Mg dan (c)
2%bt. Mg
172
4.55
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang mengandungi (a) 1%bt. Cu, (b) 2%bt. Cu dan (c)
3%bt. Cu
174
4.56
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang mengandungi (a) 0.5%bt. Mg, (b) 0.8%bt. Mg dan
(c) 1.2%bt. Mg
175
4.57
Ketumpatan aloi A319 dengan peningkatan kandungan
Cu (aloi A1-C1) dan Mg (aloi D1-F1)
177
4.58
Ketumpatan
177
aloi
Al-5%Si
dengan
peningkatan
xviii
kandungan Cu (aloi A2-C2) dan Mg (aloi D2-F2)
4.59
Posisi pelekukan
mikrokekerasan
sampel
A319
semasa
ujian
180
4.60
Pelekukan sampel A319 pada fasa yang terbentuk
(pembesaran 400X)
180
4.61
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
dan aloi yang ditingkatkan kandungan (4-6%bt.)
(A319: 3%bt. Cu ; A1: 4%btCu ; B1: 5%bt.Cu dan C1:
6%bt.Cu)
181
4.62
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
dan aloi yang ditingkatkan kandungan Mg (%bt.) yang
berbeza (A319 : 0.3%bt. Mg; D1 : 1%btMg ; E1 :
1.5%bt.Mg dan C1 : 2%bt.Mg)
182
4.63
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang ditingkatkan kandungan Cu (%bt.) yang
berbeza (A2 : 1%bt. Cu ; B2 : 2%bt.Cu ; C2 : 3%bt.Cu
184
4.64
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang ditingkatkan kandungan Mg (%bt.) yang
berbeza (D2 : 0.5%bt. Mg ; E2 : 0.8%bt. Mg ; F2 :
1.2%bt. Mg)
184
4.65
Sampel ujian tegangan
186
4.66
Graf tegasan melawan terikan bagi aloi pembentukantikso A319 (a) sampel 1 (b) sampel 2 dan (c) sampel 3
187
4.67
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang ditingkatkan kandungan
Cu (%bt.) yang berbeza (A319: 3%bt. Cu ; A1: 4%bt.
Cu ; B1: 5%bt. Cu dan C1: 6%bt. Cu)
188
4.68
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang ditingkatkan kandungan
Mg (%bt.) yang berbeza (A319: 0.3%bt. Mg ; D1:
1%bt. Mg ; E1: 1.5%bt. Mg dan F1: 2%bt. Mg)
189
4.69
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang ditingkatkan kandungan Cu
(%bt.) yang berbeza. (A2 : 1%bt. Cu ; B2 : 2%bt. Cu ;
C2 : 3%bt.Cu).
191
4.70
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang ditingkatkan kandungan Mg
(%bt.) (D2 : 0.5%bt. Mg ; E2 : 0.8%bt.Mg ; F2 :
192
xix
1.2%bt.Mg)
4.71
Sampel aloi A319 yang dihasilkan melalui kaedah (a)
tuangan acuan kekal dan (b) pembentukan-tikso
193
4.72
Mikrograf SEM permukaan patah aloi (a) aloi tuangan
A319 (b) tikso-A319 (c) tikso A1 (d) tikso B1(e) tikso
C1 (f) tikso D1 (g) tikso E1 (h) tikso F1
199
4.73
Mikrograf SEM permukaan patah aloi (a) aloi tuangan
A2 (b) tikso A2 (c) tikso B2 (d) tikso C2 (e) tikso D2
(f) tikso E2 (g) tikso F2
200
4.74
Ilustrasi proses patah aloi aluminium yang berlaku pada
bahagian eutektik aloi Al
201
4.75
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas rawatan haba
T6 (a) aloi tuangan A319, (b) tikso A319, (c) tikso aloi
A1, (d) tikso aloi B1, (e) tikso aloi C1, (f) tikso aloi D1,
(g) tikso aloi E1 dan (h) tikso aloi F1
205
4.76
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi A319 selepas rawatan haba T6 (a)
imej elektron terserak balik (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e)
Mn, (f) Fe dan (g) Mg
206
4.77
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi C1 (6%bt. Cu) selepas rawatan
haba T6 (a) imej elektron terserak balik, (b) Al, (c) Si,
(d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg.
207
4.78
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi F1 selepas rawatan haba T6 (a)
imej elektron terserak balik, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e)
Mn, (f) Fe dan (g) Mg
208
4.79
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi A319
selepas rawatan haba T6
210
4.80
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso C1
(6%bt. Cu) selepas rawatan haba T6
211
4.81
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso
D1 (1.0%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
212
4.82
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso F1
(2.0%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
213
4.83
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik selepas
rawatan haba T6 (a) aloi tuangan A319 (b) tikso A319
(c) tikso A1 (d) tikso B1 (e) tikso C1 (f) tikso D1 (g)
215
xx
tikso E1 dan (h) tikso F1 (a : Al2Cu, b : Al5FeSi3, c :
Al5Cu2Mg8Si6, d : Mg2Si, e :Al9FeMg3Si5)
4.84
Model pensferoidan partikel Si
216
4.85
Gambarajah skematik “Ostwald ripening”
216
4.86
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas rawatan haba
T6 (a) aloi tuangan A2, (b) Aloi tikso A2, (c) aloi tikso
B2, (d) aloi tikso C2, (e) aloi tikso D2, (f) aloi tikso E2,
(g) aloi tikso F2
219
4.87
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan elektron
terserak balik bagi aloi A2 selepas rawatan haba T6 (a)
imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g)
Mg
220
4.88
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan elektron
terserak balik bagi aloi C2 selepas rawatan haba T6 (a)
imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g)
Mg
221
4.89
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan SEM-EDX
bagi aloi D2 selepas rawatan haba T6 (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
222
4.90
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan SEM-EDX
bagi aloi F2 selepas rawatan haba T6 (a) imej SEM,
(b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
223
4.91
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso
A2 (1.0%bt. Cu) selepas rawatan haba T6.
225
4.92
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso C2
(3.0%bt. Cu) selepas rawatan haba T6
226
4.93
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso
D2 (0.5%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
227
4.94
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso F2
(1.2%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
228
4.95
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik selepas
rawatan haba T6 (a) aloi tuangan A2 (b) tikso A2 (c)
tikso B2 (d) tikso C2 (e) tikso D2 (f) tikso E2 (g) tikso
F2 (a : Al2Cu, b :Al5FeSi3 c : Al5Cu2Mg8Si6, d : Mg2Si,
e :Al9FeMg3Si6)
230
4.96
Spektrum pembelauan sinar-X bagi aloi yang dirawat
haba T6 (a) 3%bt. Cu, (b) 4%bt. Cu, (c) 5%bt. Cu dan
233
xxi
(d) 6%bt.Cu
4.97
Spektrum pembelauan sinar-X bagi aloi yang dirawat
haba T6 (a) 1.0%bt. Mg, (b) 1.5%bt. Mg dan (c)
2.0%bt.Mg
234
4.98
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang telah dirawat haba T6 (a) 1%bt. Cu, (b) 2%bt. Cu,
(c) 3%bt. Cu.
236
4.99
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang telah dirawat haba T6 (a) 0.5%bt. Mg, (b) 0.8%bt.
Mg dan (c) 1.2%bt.Mg
238
4.100
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
yang dirawat haba T6 dengan kandungan Cu (%bt.)
yang berbeza (A319: 3%bt. Cu, A1: 4%bt. Cu, B1:
5%bt. Cu dan C1: 6%bt. Cu).
239
4.101
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
yang dirawat haba T6 dengan kandungan Mg (%bt.)
yang berbeza (A319: 0.3%bt. Mg, D1: 1%bt. Mg, E1:
1.5%bt. Mg dan F1: 2%bt. Mg).
240
4.102
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang dirawat haba T6 dengan kandungan Cu
(%bt.) yang berbeza (A2: 1%bt. Cu, B2: 2%bt. Cu dan
C2: 3%bt. Cu)
241
4.103
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang dirawat haba T6 dengan kandungan Mg
(%bt.) yang berbeza (D2: 0.5%bt. Mg, E2: 0.8%bt. Mg
dan F2: 1.2%bt. Mg).
242
4.104
Graf tegasan melawan terikan bagi aloi pembentukantikso A319 (a) sampel 1 (b) sampel 2 dan (c) sampel 3
245
4.105
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang mengandungi 4-6%bt. Cu
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A319: 3%bt. Cu,
A1: 4%bt. Cu, B1: 5%bt. Cu dan C1: 6%bt. Cu).
246
4.106
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang mengandungi 1-2%bt. Mg
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A319: 0.3%bt.
Mg, D1: 1%bt. Mg, E1: 1.5%bt. Mg dan F1: 2%bt. Mg)
247
4.107
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang mengandungi 1-3%bt. Cu
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A2: 1%bt. Cu, B2:
248
xxii
2%bt. Cu dan C2: 3%bt. Cu).
4.108
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang mengandungi 0.5-1.2%bt. Mg
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A2: 0.5%bt. Mg,
E2: 0.8%bt. Mg dan F2 1.2%bt. Mg)
249
4.109
Mikrograf SEM permukaan patah aloi selepas rawatan
haba T6 (a) aloi tuangan A319 (b) tikso A319 (c) tikso
A1 (d) tikso B1 (e) tikso C1 (f) tikso D1 (g) tikso E1
dan (h) tikso F1
253
4.110
Mikrograf SEM permukaan patah aloi selepas rawatan
haba T6 (a) aloi tuangan A2 (b) tikso A2 (c) tikso B2
(d) tikso C2 (e) tikso D2 (f) tikso E2 (g) tikso F2
254
4.111
Penukup aci sesondol enjin proton Waja
262
4.112
Acuan penukup aci sesondol
263
4.113
Penukup aci sesondol selepas dijalankan kemasan
pemukaan (a) aloi F1 dan (b) aloi F2
264
4.114
Perbandingan kekerasan penukup aci sesondol yang
dihasilkan oleh aloi pembentukan-tikso
264
4.115
Perbandingan sfesifikasi kekuatan tegangan kepala
silinder (cylinder head) dengan aloi pembentukan-tikso
yang dihasilkan (selepas rawatan haba T6)
265
xxiii
SENARAI SINGKATAN
A319
Al-7%bt.Si-4%bt.Cu
A356
Al-7%bt.Si-0.3%bt.Mg
A357
Al-7%bt.Si-0.5%bt.Mg
A380
Al-8.5%bt.Si-3.5%bt.Cu-1.3%bt.Fe
A390
Al-17%bt.Si-4.5%bt.Cu-0.6%bt.Mg
Al-Si
Aluminium-silikon
Al-Si-Cu
Aluminiun-silikon-tembaga
Al-Si-Cu-Mg Aluminium-silikon-tembaga-magnesium
ASM
American Society for Metals
CamPro
Cam Profile
CNC
Kawalan Berangka Terkomputer
DSC
Permeteran Kalori Pengimbasan Kebezaan
EDX
Sinar-X Serakan Tenaga
GP
Guinier-Preston
GS
Saiz Sfera
JMatPro
Java Based Material Properties
MHD
Tuangan Hidrodinamik Magnet
SEM
Mikroskop Elektron Imbasan
SF
Faktor Bentuk
SiC
Silikon Karbida
SIMA
Proses Tergiat Cairan Teraruh Terikan
Sn-Pb
Sistem Stanum Plumbum
XRD
Spektrometer Pembelauan Sinar-X
XRF
Pendarflour Sinar-X
xxiv
SENARAI SIMBOL
%at.
peratus atom
%bt.
peratus berat
A
ampere
Å
angstrom
D
min dua penjuru D1 dan D2
D1
diameter penjuru yang diukur pada lekuk intan
D2
diameter penjuru yang diukur pada lekuk intan ke dua
Dfl/dT
kepekaan cecair terhadap suhu
dhkl
jarak antara satah kekisi
e
kedalaman tusukan oleh beban F1 semasa ujian makrokekerasan
Rockwell
E
pemalar 100 unit bagi pelekuk intan dan bebola keluli
F
beban yang dikenakan semasa ujian mikrokekerasan Vickers (kgf)
F0
beban permulaan minor semasa ujian makrokekerasan Rockwell
F1
beban tambahan major semasa ujian makrokekerasan Rockwell
g
gram
H
kekerasan bahan
HR
nombor kekerasan Rockwell
HV
kekerasan Vickers
K
Kelvin
Kg
kilogram
KHz
kilohertz
KM
kilometer
Kv
kilovolt
KW
kilowatt
SEPARA PEPEJAL
MOHD SHUKOR BIN SALLEH
TESIS YANG DIKEMUKAKAN UNTUK MEMPEROLEH IJAZAH
DOKTOR FALSAFAH
FAKULTI KEJURUTERAAN DAN ALAM BINA
UNIVERSITI KEBANGSAAN MALAYSIA
BANGI
2015
ii
PENGAKUAN
Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang
tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya.
15 Mei 2015
MOHD SHUKOR BIN SALLEH
P62291
iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah kepada Allah SWT kerana memberikan saya ketabahan dan kesihatan
yang baik serta ketajaman pemikiran untuk menyiapkan kajian peringkat PHD ini.
Saya ingin merakamkan setinggi-tinggi penghargaan kepada Profesor Dr. Mohd Zaidi
Bin Omar selaku penyelia utama saya di atas segala tunjuk ajar, pendapat, nasihat,
keprihatinan dan dorongan sehingga saya dapat menyiapkan kajian ini dengan
jayanya. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Profesor Madya Dr. Syarif Junaidi
selaku penyelia bersama yang banyak membantu saya dengan memberikan pendapat
yang bernas semasa menjalankan kajian ini.
Terima kasih kepada Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina, Universiti Kebangsaan
Malaysia yang telah menyediakan kemudahan makmal untuk menjalankan
penyelidikan ini. Saya juga ingin mengucapkan terima kasih kepada Kementeriaan
Pendidikan Malaysia, yang telah menyediakan pembiayaan untuk kajian ini melalui
gran GUP-2012-040 dan AP-2012-014 yang diketuai oleh Profesor Dr. Mohd Zaidi
Bin Omar. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Universiti Teknikal Malaysia
Melaka (UTeM) dan Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM) kerana telah menaja
saya disepanjang pengajian ini.
Tidak lupa juga kepada semua pensyarah, staf teknikal terutama En. Faizal Bin Ismail,
En. Rosli Bin Ahmad dan En. Rosli Bin Yusof serta rakan-rakan di Jabatan Mekanik
dan Bahan di atas keprihatinan dan bantuan yang diberikan kepada saya untuk
menyiapkan kajian ini.
Penghargaan teristimewa buat keluarga terutama kepada isteri saya Dr. Norasila Binti
Zakaria dan anak-anak Aisyah Hana, Alesya Huda, Muhamad Arif dan Muhamad
Muaz. Terima kasih juga saya ucapkan kepada ayah saya Tn. Hj. Salleh Bin Mohd Ali
dan ibu Pn. Hajah Ramlah Binti Hj. Daud serta adik beradik yang sentiasa memberi
semangat dalam menyiapkan penyelidikan ini. Akhir kata, saya berdoa kepada Allah
SWT agar kita semua mendapat rahmat dan petunjuk dari Nya serta berjaya mencapai
cita-cita masing-masing.
iv
ABSTRAK
Pembentukan-tikso merupakan salah satu jenis pemprosesan logam separa pepejal
yang menghasilkan produk hampir siap untuk kegunaan industri automotif.
Kebanyakan aloi komersial yang sedia ada tidak memenuhi kriteria proses
pembentukan-tikso seperti mempunyai tingkap suhu pemprosesan yang kecil,
kepekaan cecair terhadap suhu yang tinggi (melebihi 0.020 ºC-1) dan suhu pemejalan
yang terlalu besar (melebihi 140 °C) sehingga menyukarkan proses pembentukantikso dijalankan. Justeru itu aloi baharu yang memenuhi kriteria proses pembentukantikso perlu dibangunkan agar proses pembentukan-tikso dapat dijalankan dengan
sempurna dan dapat mengurangkan dari berlakunya kecacatan pada produk yang
dihasilkan. Bagi tujuan ini, pengiraan dengan menggunakan perisian Java-Based
Material Properties (JMatPro) digunakan untuk meramalkan kesan kandungan
tembaga (Cu) dan magnesium (Mg) terhadap kebolehbentukan-tikso aloi A319 dan
aloi Al-5%Si. Keputusan pengiraan termodinamik menunjukkan kandungan Cu (4.06.0%bt.) dan Mg (1.0-2.0%bt.) sesuai untuk aloi A319 manakala kandungan Cu (1.03.0 %bt.) dan Mg (0.5-1.2%bt.) dikenalpasti sesuai untuk aloi Al-5%Si untuk
mengurangkan kepekaan cecair dan membesarkan tingkap suhu pemprosesan. Bahan
suapan dihasilkan melalui tuangan cerun penyejuk sebelum digunakan untuk
pembentukan-tikso pada 50% kandungan cecair. Beberapa sampel aloi tersebut turut
dikenakan rawatan haba T6. Bagi aloi A319, rawatan haba larutan dijalankan pada
suhu 505 °C selama 8 jam diikuti dengan pelindapkejutan di dalam air pada suhu 60
°C dan penuaan buatan pada suhu 158 °C selama 4 jam. Untuk aloi Al-5%Si yang
ditingkatkan kandungan Cu dan Mg, rawatan haba larutan dijalankan pada suhu 525
°C selama 8 jam diikuti dengan pelindapkejutan di dalam air pada suhu 60 °C dan
seterusnya penuaan buatan pada suhu 155 °C selama 4 jam. Mikrostruktur dan
pembentukan fasa dianalisa dengan menggunakan mikroskop optik, mikroskop
pengimbas elektron, spektroskop tenaga serakan sinar-X dan belauan sinar-X
sementara sifat mekanikal diperolehi daripada ujian kekerasan dan tegangan.
Keputusan menunjukkan peningkatan kandungan Cu dan Mg dapat meningkatkan
kekerasan dan kekuatan tegangan aloi A319 dan aloi Al-5%Si. Peningkatan
pembentukan fasa Al2Cu, Mg2Si dan Al5Cu2Mg8Si5 menyumbang kepada peningkatan
kekerasan dan kekuatan aloi. Mikrostruktur aloi yang dirawat haba T6 menunjukkan
pensferoidan partikel Si dan pemendakan fasa Al2Cu, Mg2Si dan Al5Cu2Mg8Si6
dengan lebih seragam berbanding aloi yang tidak dirawat haba. Kekerasan maksimum
selepas rawatan haba T6 bagi aloi A319 yang mengandungi 6%bt. Cu dan 2%bt. Mg
masing-masing ialah 133 HV dan 137 HV manakala tegangan muktamad masingmasing ialah 361 MPa dan 321 MPa. Kekerasan maksimum selepas rawatan haba T6
bagi aloi Al-5%Si yang mengandungi 3%bt. Cu dan 1.2%bt. Mg pula masing-masing
ialah 111 HV dan 124 HV manakala kekuatan tegangan muktamad masing-masing
ialah 303 MPa dan 306 MPa. Peningkatan unsur Cu dan Mg di dalam aloi A319 dan
Al-5%Si telah memperbaiki kebolehbentukan-tikso dan sifat mekanik aloi tersebut
dalam keadaan pembentukan-tikso dan terawat haba melalui pengerasan larutan
pepejal dan pemendakan. Komponen automotif juga berjaya difabrikasi dengan
menggunakan aloi yang dihasilkan melalui proses pembentukan-tikso.
v
DEVELOPMENT OF ALUMINIUM ALLOYS FOR SEMISOLID METAL
PROCESSING
ABSTRACT
Thixoforming is a type of semisolid metal processing to produce near net-shape
products for the automotive industry. Most of the commercial alloys do not meet the
criteria of the thixoforming like having a small working window temperature, high
fraction liquid sensitivity (more than 0.020 ºC-1) and the solidification temperature is
too large (more than 140 °C) make it difficult for thixoforming process. Therefore, the
new alloys that meet the thixoforming criteria should be developed for thixoforming
process, so that it can reduce the occurance of defect on the produced products. For
this purpose, a Java-based Material Properties (JMatPro) calculation software was
used as a first approximation to predict the effects of copper (Cu) and magnesium
(Mg) content on thixoformability of A319 and Al-5%Si alloys. The thermodynamic
calculation results showed that Cu (4.0-6.0 wt%) and Mg (1.0-2.0 wt%) amount were
identified suitable for A319 alloy while Cu (1.0-3.0 wt%) and Mg (0.5-1.2 wt%)
content were suitable for Al-5%Si alloy to reduce the liquid sensitivity as well as
enlarge the working window temperature. The feedstock material for thixoforming
was produced through cooling slope casting under argon gas atmosphere. The
chemical composition of the as-cooling slope alloys were determined by X-ray
fluorescence. The alloys were then subjected to thixoforming process at 50 % liquid
and some of the thixoformed alloys were treated with T6 heat treatment. For A319
alloys, the solution heat treated were performed at 505 ºC for 8 hours followed by
quenching in warm water at 60 ºC and artificial aging at 158 ºC for 4 hours. The
samples of Al-5Si% were solution heat treated at 525 ºC for 8 hours, then quenched in
warm water at 60 ºC, followed by artificial aging at 155 ºC for 4 hours. Microstructure
and phase formation were analysed using an optical microscope, scanning electron
microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction while
mechanical properties were obtained from hardness and tensile tests. The results
indicate that the addition of Cu and Mg in A319 alloy resulted in increased the
hardenss and tensile strength. The formation of high Al2Cu and Mg2Si phase led to an
increase in the hardness and tensile stregth of the thixoformed alloys. The
microstructures of T6 heat treated samples showed a spheroidisation of eutectic
silicon and the intermetallic phase Al2Cu, Mg2Si and Al5Cu2Mg8Si6 were distributed
homogenously in the sample. The maximum hardness of A319 alloy with 6wt% Cu
and 2wt% Mg were 133 HV and 137 HV while ultimate tensile strength were 361
MPa and 321 MPa respectively. The hardness of Al-5%Si alloys with 3wt% Cu and
1.2wt% Mg were 111 HV and 124 HV while the ultimate tensile strength were 303
MPa and 306 MPa respectively. The addition of Cu and Mg have improved the
thixoformability and mechanical properties of A319 and Al-5%Si alloys in asthixoformed and heat treated condition through solid solution strengthening and
precipitation of intermetallic phase. Thixoformed automotive components were
succesfully fabricated using the produced alloy.
vi
KANDUNGAN
Halaman
PENGAKUAN
ii
PENGHARGAAN
iii
ABSTRAK
iv
ABSTRACT
v
KANDUNGAN
vi
SENARAI JADUAL
x
SENARAI ILUSTRASI
SENARAI SINGKATAN
SENARAI SIMBOL
xii
xxiii
xxiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Pengenalan
1
1.2
Permasalahan Kajian
4
1.3
Objektif Kajian
7
1.4
Skop Kajian
7
BAB II
KAJIAN KEPUSTAKAAN
2.1
Aluminium
2.2
Sistem Aloi Aluminium-Silikon (Al-Si)
10
2.3
Sistem Aloi Aluminium-Silikon-Tembaga-Magnesium
(Al-Si-Cu-Mg)
13
2.4
Sistem Aloi Aluminium-Silikon-Magnesium (Al-Si-Mg)
17
2.5
Kesan Unsur Pengaloian Terhadap Aloi Aluminium-Silikon
(Al-Si)
20
2.6
Pemprosesan Logam Separa Pepejal
22
2.6.1 Reologi buburan aloi separa pepejal
2.6.2 Peneukleusan ira sama matra aloi aluminium
24
24
9
vii
2.7
Kebaikan dan Kelemahan Pemprosesan Logam
Separa Pepejal
28
2.8
Kriteria Pemilihan Aloi Untuk Proses Pembentukan-tikso
32
2.8.1
2.8.2
2.8.3
33
33
34
2.9
2.10
Julat suhu pemejalan
Kepekaan cecair terhadap suhu
Tingkap suhu pemprosesan
Teknologi Penghasilan Bahan Suapan Bukan Dendritik
34
2.9.1
2.9.2
2.9.3
2.9.4
2.9.5
35
36
38
40
42
Adukan mekanikal
Tuangan hidrodinamik magnet (MHD)
Proses tergiat cairan teraruh terikan (SIMA)
Tuangan semburan
Tuangan cerun penyejuk
Proses Pembentukan-tikso
45
2.10.1 Pemanasan bilet secara aruhan
2.10.2 Pemampatan
2.10.3 Kelakuan ubahbentuk aloi semasa pembentukan-tikso
46
51
54
Rawatan Haba
57
2.11.1 Rawatan haba larutan
2.11.2 Lindapkejut
2.11.3 Penuaan buatan
58
60
61
2.12
Rumusan
62
BAB III
BAHAN DAN KAEDAH KAJIAN
3.1
Pengenalan
63
3.2
Permodelan Termodinamik
66
3.3
Bahan Suapan
68
3.4
Penyediaan Bahan Suapan
68
3.5
Tuangan Cerun Penyejuk
70
3.6
Pemanasan Separa dan Pelindapkejutan Sampel Tuangan
Cerun Penyejuk
74
3.7
Proses Pembentukan-tikso
74
3.8
Rawatan Haba T6
77
3.9
Analisis Komposisi Kimia
78
3.10
Ujian Ketumpatan Dan Keliangan
78
3.11
Kajian Mikrostruktur
79
3.12
Kajian Morfologi dan Komposisi Fasa Aloi Aluminium
82
3.13
Analisis Fasa Aloi Aluminium
83
3.14
Analisis Terma
85
2.11
viii
3.15
Ujian Makrokekerasan
85
3.16
Ujian Mikrokekerasan
87
3.17
Ujian Tegangan
88
3.18
Fabrikasi Komponen Automotif
90
3.19
Rumusan
90
BAB IV
KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN
4.1
Pengenalan
92
4.2
Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg Terhadap Kriteria
Pembentukan-tikso Aloi A319 dan Al-5%Si
93
4.2.1
4.2.2
4.2.3
94
98
99
4.3
4.4
Tingkap suhu pemprosesan
Kepekaan cecair terhadap suhu
Suhu pemejalan
Pencirian Bahan Suapan
101
4.3.1 Penuangan acuan kekal
4.3.2 Analisis komposisi kimia
4.3.1 Analisis terma
4.3.4 Tingkap suhu pemprosesan berdasarkan DSC
4.3.5 Kepekaan cecair terhadap suhu berdasarkan DSC
4.3.6 Suhu pemejalan berdasarkan DSC
101
104
106
106
107
109
Penuangan Cerun Penyejuk
112
4.4.1
113
Penentuan suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk
yang optimum
4.5
Pemanasan Separa Dan Lindapkejut
121
4.6
Aloi Pembentukan-tikso
131
4.6.1
4.6.2
131
133
Aloi pembentukan-tikso A319
Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi A319
4.6.3 Aloi pembentukan-tikso Al-5%Si-Cu
4.6.4 Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi Al-5%Si
4.6.5 Analisis fasa aloi A319 dan aloi yang ditingkatkan
kandungan Cu dan Mg
4.6.6 Analisis fasa aloi Al-5%Si yang ditingkatkan
kandungan Cu dan Mg
151
153
169
172
4.7
Ketumpatan Dan Keliangan
176
4.8
Kesan Peningkatan unsur Cu dan Mg Terhadap Sifat
Mekanik Aloi A319 Dan Al-5%Si
178
4.8.1 Mikrokekerasan dan makrokekerasan
4.8.2 Kekuatan tegangan dan pemanjangan
4.8.3 Analisis permukaan patah
178
185
195
ix
4.9
Ringkasan Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg
Di antara Aloi A319 dan Aloi Al-5%Si
202
4.10
Aloi Pembentukan-tikso Dirawat Haba T6
204
4.10.1 Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi A319 selepas dirawat haba T6
4.10.2 Kesan peningkatan unsur Cu dan Mg terhadap
mikrostruktur aloi Al-5%Si selepas dirawat haba T6
4.10.3 Analisis fasa aloi A319 dengan peningkatan
kandungan Cu dan Mg
4.10.4 Analisis fasa aloi Al-5%Si dengan peningkatan
kandungan Cu dan Mg
204
4.11
218
231
235
Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg Terhadap Sifat
Mekanik Aloi A319 dan Al-5%Si Yang Dirawat Haba T6
238
4.11.1 Mikrokekerasan dan Makrokekerasan
4.11.2 Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi
4.11.3 Analisis permukaan patah
238
243
251
4.12
Ringkasan Kesan Peningkatan Unsur Cu dan Mg
Di antara Aloi A319 dan Aloi Al-5%Si Yang Dirawat
Haba T6
255
4.13
Ringkasan Sifat Mekanik Aloi Pembentukan-tikso Sebelum
257
Dan Selepas Rawatan Haba T6
4.14
Fabrikasi Komponen Automotif
262
4.15
Rumusan
265
BAB V
KESIMPULAN DAN CADANGAN
5.1
Kesimpulan
266
5.2
Sumbangan Kajian
268
5.3
Cadangan Penyelidikan
269
5.3
Penutup
270
RUJUKAN
271
LAMPIRAN
A
Senarai Penerbitan
288
B
Graf DSC Dan Profil Kandungan Cecair Aloi Aluminium
290
C
Jadual Kekerasan Aloi
297
D
Graf Ujian Tegangan Aloi
298
x
SENARAI JADUAL
Nombor Jadual
Halaman
2.1
Pengkelasan siri aloi tuangan berdasarkan jenis unsur
pengaloian
10
2.2
Komposisi kimia aloi tuangan hipoeutektik Al-Si
13
2.3
Tindakbalas tak varian dan kuartenari pada aloi
aluminium dalam gambarajah fasa Al-Si-Cu-Mg
16
2.4
Tindakbalas binari dan ternari yang berlaku pada unsur
aluminium dalam gambarajah fasa Al-Si-Mg
19
2.5
Perbandingan pemprosesan logam separa pepejal dan
tuangan acuan graviti untuk menghasilkan rim tayar
kenderaan
31
3.1
Unsur yang digunakan untuk fabrikasi aloi aluminium
68
3.2
Komposisi kimia aloi tuangan acuan kekal
70
3.3
Parameter tuangan cerun penyejuk untuk aloi A319
72
3.4
Parameter tuangan cerun penyejuk untuk aloi Al-5%SiCu
73
3.5
Spesifikasi pelantak hidraulik menegak
77
3.6
Spesifikasi pemanas aruhan berfrekuensi tinggi
77
3.7
Set aloi yang dikaji
80
3.8
Komposisi kimia larutan Keller
80
4.1
Parameter pemprosesan aloi yang dikaji dengan
menggunakan kaedah permodelan termodinamik
97
4.2
Suhu solidus, likuidus dan suhu pemejalan untuk aloi
yang dikaji dengan menngunakan permodelan
termodinamik
100
4.3
Komposisi kimia aloi tuangan yang dihasilkan
105
4.4
Parameter pemprosesan aloi yang dikaji dengan
menggunakan DSC
108
xi
4.5
Perbandingan parameter pemprosesan aloi yang dikaji
dengan menggunakan permodelan JMatPro dan teknik
DSC
109
4.6
Suhu solidus, likuidus dan suhu pemejalan aloi yang
dikaji dengan menggunakan teknik DSC
111
4.7
Perbandingan suhu solidus, likuidus dan suhu
pemejalan aloi yang dikaji dengan menggunakan
permodelan JMatPro dan teknik DSC
112
4.8
Suhu dan masa memegang isoterma untuk aloi yang
dikaji
126
4.9
Keelektronegatifan setiap unsur yang terdapat dalam
aloi yang dikaji
147
4.10
Peratusan keliangan sampel aloi aluminium
178
4.11
Keputusan ujian tegangan aloi pembentukan-tikso
A319
187
4.12
Keputusan ujian tegangan aloi pembentukan-tikso
A319
245
4.13
Makrokekerasan dan mikrokekerasan aloi A319 dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg sebelum
dan selepas rawatan haba T6
259
4.14
Makrokekerasan dan mikrokekerasan aloi Al-5%Si dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg sebelum
dan selepas rawatan haba T6
259
4.15
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi A319 dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg
260
4.16
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi A319 dan
aloi yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg selepas
rawatan haba T6
260
4.17
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi Al-5%Si
yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg
261
4.18
Kekuatan tegangan dan pemanjangan aloi Al-5%Si
yang ditingkatkan kandungan Cu dan Mg selepas
rawatan haba T6
261
4.19
Parameter pembentukan-tikso untuk menghasilkan
penukup aci sesondol
263
xii
SENARAI ILUSTRASI
Nombor Rajah
Halaman
2.1
Gambarajah fasa untuk sistem aluminium-silikon
12
2.2
Gambarajah fasa aloi Al-Si-Cu-Mg
15
2.3
Fasa sistem aloi Al-Si-Cu-Mg dalam keadaan separa
pepejal
15
2.4
Gambarajah fasa cecair Al-Si-Mg
18
2.5
Gambarajah fasa pepajal Al-Si-Mg
19
2.6
Graf kelikatan melawan daya ricihan aloi aluminium
23
2.7
Kelikatan ketara melawan pecahan pepejal untuk
sistem aloi Al-15Pb yang disejukkan pada 0.33 K min-1
pada kadar ricihan yang berbeza
26
2.8
Kelikatan ketara melawan kadar ricihan bagi sistem
aloi Al-15Pb untuk pelbagai pecahan pepejal
26
2.9
Graf pemanasan aloi bagi proses tuangan dan
pembentukan-tikso
31
2.10
Diagram pecahan cecair melawan suhu
34
2.11
Diagram skematik rheo-caster berterusan
36
2.12
Diagram
skematik
untuk
sistem
pengaduk
elektromagnet (a)pengadukan mandatar (b) pengadukan
menegak dan (c) pengadukan heliks
38
2.13
Ilustrasi skematik peringkat proses tergiat cairan
teraruh terikan
40
2.14
Proses tuangan semburan
41
2.15
Sistem tuangan cerun penyejuk
44
2.16
Evolusi mikrostruktur semasa tuangan cerun penyejuk
(a) dendrit (b) roset (c) ripened roset dan (d) sfera
45
2.17
Proses pembentukan-tikso
46
xiii
2.18
2.19
2.20
Pemanasan bilet secara aruhan
Kesan pemanasan pada suhu 550 ºC (a) 4 minit
(b) 6 minit
Diagram skematik peralatan pembentukan-tikso
48
51
53
2.21
Komponen automotif yang dihasilkan daripada aloi
A357 (a) ampaian letak enjin (b) pengalas stereng
kereta
54
2.22
Graf menunjukkan sifat tiksotropi pada buburan aloi
separa pepejal
55
2.23
Empat mekanisma yang mengawal ubah bentuk aloi
semasa pembentukan-tikso di dalam keadaan separa
pepejal (a) aliran cecair (b) aliran cecair dan partikel
pepejal (c) gelinciran diantara partikel pepejal (d) ubah
bentuk plastik pada partikel pepejal
57
2.24
Proses rawatan haba T6
58
3.1
Carta alir keseluruhan kajian yang dijalankan
65
3.2
Carta alir keseluruhan kajian yang dijalankan
71
3.3
Aparatus tuangan cerun penyejuk
73
3.4
Unit pemampat pembentukan-tikso hidraulik menegak
76
3.5
Acuan pembentukan-tikso
76
3.6
Pemotongan bilet untuk analisis mikrostruktur
81
3.7
Mesin pencanai
81
3.8
Mesin pengilap
82
3.9
Mikroskop optik
82
3.10
Mikroskop elektron imbasan (SEM)
83
3.11
Spektrometer belauan sinar-X
84
3.12
Permeteran kalori pengimbasan kebezaan (DSC)
85
3.13
Mesin digital makrokekerasan Rockwell
86
3.14
Mesin digital mikrokekerasan Vickers
87
xiv
3.15
Ilustrasi lekuk intan pada sampel ujian mikrokekerasan
Vickers
88
3.16
Mesin pengujian semesta
89
3.17
Saiz sampel ujian tegangan yang digunakan
89
3.18
Penukup aci sesondol enjin kereta waja Campro
90
4.1
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi A319 dan
aloi yang dipelbagaikan kandungan Cu
95
4.2
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi A319 dan
aloi yang dipelbagaikan kandungan Mg
95
4.3
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi Al-5%Si
yang dipelbagaikan kandungan Cu
96
4.4
Graf peratus cecair melawan suhu untuk aloi Al-5%Si
yang dipelbagaikan kandungan Mg
96
4.5
Mikrostruktur aloi tuangan yang dihasilkan (a) aloi
A319 (b) aloi A1 (c) Aloi B1 (d) aloi C1 (e) aloi D1 (e)
aloi E1 (f) aloi F1
103
4.6
Mikrostruktur aloi tuangan yang dihasilkan dari Al5%Si (a) aloi A2 (b) aloi B2 (c) Aloi C2 (d) aloi D2 (e)
aloi E2 (f) aloi F2
104
4.7
Bilet yang dihasilkan semasa proses tuangan cerun
penyejuk
113
4.8
Mikrograf optik aloi A319 melalui tuangan cerun
penyejuk (a) 620 ºC-300 mm (b) 620 ºC-400 mm (c)
620 ºC-500 mm (d) 630 ºC-300 mm (e) 630 ºC-400 mm
(f) 630 ºC-500mm (g) 640 ºC-300 mm (h) 640 ºC-400
mm dan (i) 640 ºC-500 mm
116
4.9
Mikrograf optik aloi A2 melalui tuangan ceru penyejuk
(a) 640 ºC-300 mm (b) 640 ºC-400 mm (c) 640 ºC-500
mm (d) 650 ºC-300 mm (e) 650 ºC-400 mm (f) 650 ºC500mm (g) 660 ºC-300 mm (h) 660 ºC-400 mm (i) 660
ºC-500 mm
117
4.10
Saiz sfera α-Al untuk aloi A319 yang terhasil daripada
suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk yang berbeza
119
4.11
Faktor bentuk α-Al untuk aloi A319 yang terhasil
daripada suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk
yang berbeza
120
xv
4.12
Saiz sfera α-Al untuk aloi A2 yang terhasil daripada
suhu tuangan dan panjang cerun penyejuk yang berbeza
120
4.13
Faktor bentuk α-Al untuk aloi A2 yang terhasil
daripada suhu tuangan dan panjang cerun yang berbeza
121
4.14
Mikrograf aloi A319 yang dihasilkan selepas
pemanasan separa pada suhu 50% kandungan cecair
selama 3 minit
122
4.15
Diagram suhu melawan masa untuk proses pemanasan
separa dan pelindapkejutan
123
4.16
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas pemanasan
separa pada 50% kandungan cecair selama 5 minit (a)
aloi A319 : 571 ºC, (b) aloi A1 : 568 ºC, (c) aloi B1 :
566 ºC, (d) aloi C1 : 565 ºC, (e) aloi D1 : 570 ºC, (f)
aloi E1 : 564 ºC dan (g) aloi F1 : 558 ºC
125
4.17
Saiz pepejal α-Al selepas pemanasan separa pada 50%
kandungan cecair selama 5 minit
126
4.18
Faktor bentuk pepejal α-Al selepas pemanasan separa
pada 50% kandungan cecair selama 5 minit
126
4.19
Mikrograf aloi A2 yang dihasilkan selepas pemanasan
separa pada suhu 50% kandungan cecair selama 3 minit
128
4.20
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas pemanasan
separa pada 50% kandungan cecair selama 5 minit (a)
aloi A2 : 585 ºC, (b) aloi B2 : 580 ºC, (c) aloi C2 : 574
ºC, (d) aloi D2 : 580 ºC, (e) aloi E2 : 575 ºC, (f) aloi
F2 : 570 ºC
129
4.21
Saiz α-Al selepas pemanasan separa pada 50%
kandungan cecair selama 5 minit
130
4.22
Faktor bentuk α-Al selepas pemanasan separa pada
50% kandungan cecair selama 5 minit
130
4.23
Sampel A319 yang dihasilkan dari pembentukantikso pada (a) 40% kandungan cecair (b) 45%
kandungan cecair dan (c) 50% kandungan cecair
132
4.24
Bilet yang dihasilkan dari proses pembentukan-tikso
untuk aloi A319
133
4.25
Mikrograf aloi yang dihasilkan melalui proses
pembentukan-tikso (a) aloi A319, (b) aloi A1, (c) aloi
B1, (d) aloi C1, (e) aloi D1, (f) aloi E1 dan (g) aloi F1
134
xvi
4.26
Saiz pepejal α-Al dan faktor bentuk aloi pembentukantikso
136
4.27
Pemetaan unsur dengan menggunakan SEM-EDX bagi
aloi A319 (a) imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn,
(f) Fe dan (g) Mg
137
4.28
Pemetaan unsur dengan menggunakan SEM-EDX bagi
aloi C1 (6%bt. Cu) (a) imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu,
(e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
138
4.29
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi F1 (2 %bt. Mg) (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
139
4.30
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi A319
142
4.31
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi C1
143
4.32
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi D1
144
4.33
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX Aloi F1
145
4.34
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik untuk aloi
pembentukan-tikso (a) A319, (b) aloi A1 (b) aloi B1,
(c) aloi C1, (d) aloi D1, (e) aloi E1, (f) aloi F1 (a : βAl5FeSi; b: Al5Cu2Mg8Si5; c:Al2Cu; d:Mg2Si; e:
Al9FeMg3Si5)
149
4.35
Gambarajah fasa bagi aloi A319
150
4.36
Gambarajah fasa bagi aloi C1
151
4.37
Gambarajah fasa bagi aloi F1
151
4.38
Bilet yang dihasilkan dari proses pembentukan-tikso
untuk aloi Al-5%Si-Cu (aloi A2)
152
4.39
Mikrograf aloi yang dihasilkan melalui proses
pembentukan-tikso (a) aloi A2, (b) aloi B2, (c) aloi C2,
(d) aloi D2 (e) aloi E2 dan (f) aloi F2
153
4.40
Saiz pepejal α-Al dan faktor bentuk aloi pembentukantikso Al-5%Si yang ditingkatkan kandungan Cu dan
Mg
155
4.41
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi A2 (1 %bt. Cu) (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
156
4.42
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
157
xvii
SEM-EDX bagi aloi C2 (3%bt. Cu) (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
4.43
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi D2 (0.5 %bt. Mg) (a) imej SEM,
(b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
158
4.44
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi F2 (1.2 %bt. Mg) (a) imej SEM,
(b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
159
4.45
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi A2
161
4.46
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX aloi C2
162
4.47
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX aloi D2
163
4.48
Mikrograf elektron terserak balik dan EDX aloi F2
164
4.49
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik untuk aloi
pembentukan-tikso (a) aloi tuangan A2 (b) tikso A2 (c)
tikso B2 (d) tikso C2 (e) tikso D2 (f) tikso E2 (g) tikso
F2 (a : Al2Cu, b : Al5FeSi, c : Al5Cu2Mg8Si5, d : Mg2Si,
e :Al9FeMg3Si5)
167
4.50
Gambarajah fasa bagi aloi A2
168
4.51
Gambarajah fasa bagi aloi C2
168
4.52
Gambarajah fasa bagi aloi F2
169
4.53
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi A319 yang
mengandungi (a) 3%bt. Cu, (b) 4%bt. Cu, (c) 5%bt. Cu
dan (d) 6%bt. Cu
171
4.54
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi A319 yang
mengandungi (a) 1%bt. Mg, (b) 1.5%bt. Mg dan (c)
2%bt. Mg
172
4.55
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang mengandungi (a) 1%bt. Cu, (b) 2%bt. Cu dan (c)
3%bt. Cu
174
4.56
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang mengandungi (a) 0.5%bt. Mg, (b) 0.8%bt. Mg dan
(c) 1.2%bt. Mg
175
4.57
Ketumpatan aloi A319 dengan peningkatan kandungan
Cu (aloi A1-C1) dan Mg (aloi D1-F1)
177
4.58
Ketumpatan
177
aloi
Al-5%Si
dengan
peningkatan
xviii
kandungan Cu (aloi A2-C2) dan Mg (aloi D2-F2)
4.59
Posisi pelekukan
mikrokekerasan
sampel
A319
semasa
ujian
180
4.60
Pelekukan sampel A319 pada fasa yang terbentuk
(pembesaran 400X)
180
4.61
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
dan aloi yang ditingkatkan kandungan (4-6%bt.)
(A319: 3%bt. Cu ; A1: 4%btCu ; B1: 5%bt.Cu dan C1:
6%bt.Cu)
181
4.62
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
dan aloi yang ditingkatkan kandungan Mg (%bt.) yang
berbeza (A319 : 0.3%bt. Mg; D1 : 1%btMg ; E1 :
1.5%bt.Mg dan C1 : 2%bt.Mg)
182
4.63
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang ditingkatkan kandungan Cu (%bt.) yang
berbeza (A2 : 1%bt. Cu ; B2 : 2%bt.Cu ; C2 : 3%bt.Cu
184
4.64
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang ditingkatkan kandungan Mg (%bt.) yang
berbeza (D2 : 0.5%bt. Mg ; E2 : 0.8%bt. Mg ; F2 :
1.2%bt. Mg)
184
4.65
Sampel ujian tegangan
186
4.66
Graf tegasan melawan terikan bagi aloi pembentukantikso A319 (a) sampel 1 (b) sampel 2 dan (c) sampel 3
187
4.67
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang ditingkatkan kandungan
Cu (%bt.) yang berbeza (A319: 3%bt. Cu ; A1: 4%bt.
Cu ; B1: 5%bt. Cu dan C1: 6%bt. Cu)
188
4.68
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang ditingkatkan kandungan
Mg (%bt.) yang berbeza (A319: 0.3%bt. Mg ; D1:
1%bt. Mg ; E1: 1.5%bt. Mg dan F1: 2%bt. Mg)
189
4.69
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang ditingkatkan kandungan Cu
(%bt.) yang berbeza. (A2 : 1%bt. Cu ; B2 : 2%bt. Cu ;
C2 : 3%bt.Cu).
191
4.70
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang ditingkatkan kandungan Mg
(%bt.) (D2 : 0.5%bt. Mg ; E2 : 0.8%bt.Mg ; F2 :
192
xix
1.2%bt.Mg)
4.71
Sampel aloi A319 yang dihasilkan melalui kaedah (a)
tuangan acuan kekal dan (b) pembentukan-tikso
193
4.72
Mikrograf SEM permukaan patah aloi (a) aloi tuangan
A319 (b) tikso-A319 (c) tikso A1 (d) tikso B1(e) tikso
C1 (f) tikso D1 (g) tikso E1 (h) tikso F1
199
4.73
Mikrograf SEM permukaan patah aloi (a) aloi tuangan
A2 (b) tikso A2 (c) tikso B2 (d) tikso C2 (e) tikso D2
(f) tikso E2 (g) tikso F2
200
4.74
Ilustrasi proses patah aloi aluminium yang berlaku pada
bahagian eutektik aloi Al
201
4.75
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas rawatan haba
T6 (a) aloi tuangan A319, (b) tikso A319, (c) tikso aloi
A1, (d) tikso aloi B1, (e) tikso aloi C1, (f) tikso aloi D1,
(g) tikso aloi E1 dan (h) tikso aloi F1
205
4.76
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi A319 selepas rawatan haba T6 (a)
imej elektron terserak balik (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e)
Mn, (f) Fe dan (g) Mg
206
4.77
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi C1 (6%bt. Cu) selepas rawatan
haba T6 (a) imej elektron terserak balik, (b) Al, (c) Si,
(d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg.
207
4.78
Pemetaan unsur di dalam aloi dengan menggunakan
SEM-EDX bagi aloi F1 selepas rawatan haba T6 (a)
imej elektron terserak balik, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e)
Mn, (f) Fe dan (g) Mg
208
4.79
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi A319
selepas rawatan haba T6
210
4.80
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso C1
(6%bt. Cu) selepas rawatan haba T6
211
4.81
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso
D1 (1.0%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
212
4.82
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso F1
(2.0%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
213
4.83
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik selepas
rawatan haba T6 (a) aloi tuangan A319 (b) tikso A319
(c) tikso A1 (d) tikso B1 (e) tikso C1 (f) tikso D1 (g)
215
xx
tikso E1 dan (h) tikso F1 (a : Al2Cu, b : Al5FeSi3, c :
Al5Cu2Mg8Si6, d : Mg2Si, e :Al9FeMg3Si5)
4.84
Model pensferoidan partikel Si
216
4.85
Gambarajah skematik “Ostwald ripening”
216
4.86
Mikrograf aloi yang dihasilkan selepas rawatan haba
T6 (a) aloi tuangan A2, (b) Aloi tikso A2, (c) aloi tikso
B2, (d) aloi tikso C2, (e) aloi tikso D2, (f) aloi tikso E2,
(g) aloi tikso F2
219
4.87
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan elektron
terserak balik bagi aloi A2 selepas rawatan haba T6 (a)
imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g)
Mg
220
4.88
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan elektron
terserak balik bagi aloi C2 selepas rawatan haba T6 (a)
imej SEM, (b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g)
Mg
221
4.89
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan SEM-EDX
bagi aloi D2 selepas rawatan haba T6 (a) imej SEM, (b)
Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
222
4.90
Pemetaan unsur aloi dengan menggunakan SEM-EDX
bagi aloi F2 selepas rawatan haba T6 (a) imej SEM,
(b) Al, (c) Si, (d) Cu, (e) Mn, (f) Fe dan (g) Mg
223
4.91
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso
A2 (1.0%bt. Cu) selepas rawatan haba T6.
225
4.92
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso C2
(3.0%bt. Cu) selepas rawatan haba T6
226
4.93
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso
D2 (0.5%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
227
4.94
Mikrograf elekron terserak balik dan EDX aloi tikso F2
(1.2%bt. Mg) selepas rawatan haba T6
228
4.95
Mikrostruktur aloi elektron terserak balik selepas
rawatan haba T6 (a) aloi tuangan A2 (b) tikso A2 (c)
tikso B2 (d) tikso C2 (e) tikso D2 (f) tikso E2 (g) tikso
F2 (a : Al2Cu, b :Al5FeSi3 c : Al5Cu2Mg8Si6, d : Mg2Si,
e :Al9FeMg3Si6)
230
4.96
Spektrum pembelauan sinar-X bagi aloi yang dirawat
haba T6 (a) 3%bt. Cu, (b) 4%bt. Cu, (c) 5%bt. Cu dan
233
xxi
(d) 6%bt.Cu
4.97
Spektrum pembelauan sinar-X bagi aloi yang dirawat
haba T6 (a) 1.0%bt. Mg, (b) 1.5%bt. Mg dan (c)
2.0%bt.Mg
234
4.98
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang telah dirawat haba T6 (a) 1%bt. Cu, (b) 2%bt. Cu,
(c) 3%bt. Cu.
236
4.99
Spektrum pembelauan sinar-X untuk aloi Al-5%Si
yang telah dirawat haba T6 (a) 0.5%bt. Mg, (b) 0.8%bt.
Mg dan (c) 1.2%bt.Mg
238
4.100
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
yang dirawat haba T6 dengan kandungan Cu (%bt.)
yang berbeza (A319: 3%bt. Cu, A1: 4%bt. Cu, B1:
5%bt. Cu dan C1: 6%bt. Cu).
239
4.101
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi A319
yang dirawat haba T6 dengan kandungan Mg (%bt.)
yang berbeza (A319: 0.3%bt. Mg, D1: 1%bt. Mg, E1:
1.5%bt. Mg dan F1: 2%bt. Mg).
240
4.102
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang dirawat haba T6 dengan kandungan Cu
(%bt.) yang berbeza (A2: 1%bt. Cu, B2: 2%bt. Cu dan
C2: 3%bt. Cu)
241
4.103
Mikrokekerasan dan makrokekerasan bagi aloi Al5%Si yang dirawat haba T6 dengan kandungan Mg
(%bt.) yang berbeza (D2: 0.5%bt. Mg, E2: 0.8%bt. Mg
dan F2: 1.2%bt. Mg).
242
4.104
Graf tegasan melawan terikan bagi aloi pembentukantikso A319 (a) sampel 1 (b) sampel 2 dan (c) sampel 3
245
4.105
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang mengandungi 4-6%bt. Cu
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A319: 3%bt. Cu,
A1: 4%bt. Cu, B1: 5%bt. Cu dan C1: 6%bt. Cu).
246
4.106
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi A319 dan aloi yang mengandungi 1-2%bt. Mg
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A319: 0.3%bt.
Mg, D1: 1%bt. Mg, E1: 1.5%bt. Mg dan F1: 2%bt. Mg)
247
4.107
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang mengandungi 1-3%bt. Cu
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A2: 1%bt. Cu, B2:
248
xxii
2%bt. Cu dan C2: 3%bt. Cu).
4.108
Kekuatan tegangan, kekuatan alah dan pemanjangan
bagi aloi Al-5%Si yang mengandungi 0.5-1.2%bt. Mg
selepas dikenakan rawatan haba T6 (A2: 0.5%bt. Mg,
E2: 0.8%bt. Mg dan F2 1.2%bt. Mg)
249
4.109
Mikrograf SEM permukaan patah aloi selepas rawatan
haba T6 (a) aloi tuangan A319 (b) tikso A319 (c) tikso
A1 (d) tikso B1 (e) tikso C1 (f) tikso D1 (g) tikso E1
dan (h) tikso F1
253
4.110
Mikrograf SEM permukaan patah aloi selepas rawatan
haba T6 (a) aloi tuangan A2 (b) tikso A2 (c) tikso B2
(d) tikso C2 (e) tikso D2 (f) tikso E2 (g) tikso F2
254
4.111
Penukup aci sesondol enjin proton Waja
262
4.112
Acuan penukup aci sesondol
263
4.113
Penukup aci sesondol selepas dijalankan kemasan
pemukaan (a) aloi F1 dan (b) aloi F2
264
4.114
Perbandingan kekerasan penukup aci sesondol yang
dihasilkan oleh aloi pembentukan-tikso
264
4.115
Perbandingan sfesifikasi kekuatan tegangan kepala
silinder (cylinder head) dengan aloi pembentukan-tikso
yang dihasilkan (selepas rawatan haba T6)
265
xxiii
SENARAI SINGKATAN
A319
Al-7%bt.Si-4%bt.Cu
A356
Al-7%bt.Si-0.3%bt.Mg
A357
Al-7%bt.Si-0.5%bt.Mg
A380
Al-8.5%bt.Si-3.5%bt.Cu-1.3%bt.Fe
A390
Al-17%bt.Si-4.5%bt.Cu-0.6%bt.Mg
Al-Si
Aluminium-silikon
Al-Si-Cu
Aluminiun-silikon-tembaga
Al-Si-Cu-Mg Aluminium-silikon-tembaga-magnesium
ASM
American Society for Metals
CamPro
Cam Profile
CNC
Kawalan Berangka Terkomputer
DSC
Permeteran Kalori Pengimbasan Kebezaan
EDX
Sinar-X Serakan Tenaga
GP
Guinier-Preston
GS
Saiz Sfera
JMatPro
Java Based Material Properties
MHD
Tuangan Hidrodinamik Magnet
SEM
Mikroskop Elektron Imbasan
SF
Faktor Bentuk
SiC
Silikon Karbida
SIMA
Proses Tergiat Cairan Teraruh Terikan
Sn-Pb
Sistem Stanum Plumbum
XRD
Spektrometer Pembelauan Sinar-X
XRF
Pendarflour Sinar-X
xxiv
SENARAI SIMBOL
%at.
peratus atom
%bt.
peratus berat
A
ampere
Å
angstrom
D
min dua penjuru D1 dan D2
D1
diameter penjuru yang diukur pada lekuk intan
D2
diameter penjuru yang diukur pada lekuk intan ke dua
Dfl/dT
kepekaan cecair terhadap suhu
dhkl
jarak antara satah kekisi
e
kedalaman tusukan oleh beban F1 semasa ujian makrokekerasan
Rockwell
E
pemalar 100 unit bagi pelekuk intan dan bebola keluli
F
beban yang dikenakan semasa ujian mikrokekerasan Vickers (kgf)
F0
beban permulaan minor semasa ujian makrokekerasan Rockwell
F1
beban tambahan major semasa ujian makrokekerasan Rockwell
g
gram
H
kekerasan bahan
HR
nombor kekerasan Rockwell
HV
kekerasan Vickers
K
Kelvin
Kg
kilogram
KHz
kilohertz
KM
kilometer
Kv
kilovolt
KW
kilowatt